CN101427161A - 用于提高对比度及预防波纹图形的膜、包括该膜的pdp滤光片和显示器件 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于提高对比度的膜、包括该膜的等离子体显示面板(PDP)滤光片和PDP设备，更具体而言，本发明涉及一种用于提高对比度的膜和包括该膜的PDP设备，该膜通过屏蔽来自外界光源的光能够减少对比度的降低以及当将该膜粘附到显示设备上时能够预防波纹的产生。包括在滤光片中的用于提高对比度的膜包含具有多个条纹的图形，该条纹具有从膜表面到膜内部变窄的形状(例如梯形和三角形)以及具有相同宽度的形状(例如长方形和平行四边形)中的一种，其中，在前方观察该膜时，所述条纹图形与水平线形成的角度为0至5°。根据本发明的一个方面，提供了一种不降低PDP发光亮度而能够提高屏幕对比度的膜、包括该膜的PDP滤光片和显示设备。提供的PDP滤光片和显示设备可以预防波纹而提供高品质的屏幕。

Description

用于提高对比度及预防波纹图形的膜、包括该膜的PDP滤光片和显示器件

技术领域

本发明涉及一种用于提高对比度的膜、包括该膜的等离子体显示面板(PDP)和PDP设备，更具体而言，本发明涉及一种用于提高对比度的膜和包括该膜的PDP设备，该膜通过屏蔽来自外界光源的光而能够减少对比度的降低以及当将该膜粘附到显示设备上时能够预防波纹的产生。

背景技术

一般而言，等离子体显示面板(PDP)设备是通过电极间气体放电产生的紫外线来激活所期望的像素上的荧光材料来实现画面的。

由于PDP设备的这些特征，会发出各种电磁波及近紫外线，这不仅对人体有害，而且还可能导致周围的电子器件出现故障。因此，在PDP设备表面上粘附滤光片屏蔽电波和紫外线。该滤光片包括电磁波屏蔽网和近紫外线屏蔽膜中的一种，以吸收和屏蔽近紫外线区域的电磁波。

因为从PDP发出的光必须经过滤光片到达观众，所以一般而言PDP滤光片应该是透明的。

然而，在白天或者在强光的环境下，即在亮室情况下，不仅仅PDP设备发出的光经过滤光片发射出来，而且来自外面的外界光也会通过PDP滤光片进入显示器件中。从外面进入的外界光线可能会在PDP面板上被反射，与从PDP面板发出的光交迭而到达观众。在下文中，这种从外面进入并在面板上被反射而发射回外面的外界光称为反射光。

如上所述，当光线经过透明的PDP滤光片进入到显示器件中，与从PDP面板发出的光交迭，发射到外面时，画面的对比度会显著下降。也就是说，对比度表示从最亮像素发出的光线与从最暗像素发出的光线的亮度之比，当仅考虑从PDP面板发出的光时(在理想的暗室条件下)有如下关系：

对比度(暗室条件)＝(白光的亮度)/黑光的亮度

                                     ……公式(1)

然而，如上所述，当各自包含部分反射光的白光和黑光在亮室条件下一起发出时，公式会不同。也就是说，因为白光和黑光都包含相同部分的反射光，所以表示白光和黑光的像素亮度会根据反射光线的亮度的增加而增加，其可以由下面的公式(2)来表示：

对比度(亮室条件)＝(白光的亮度+反射光的亮度)/(黑光的亮度+反射光的亮度)

                                     ……公式(2)

因为白光的亮度大于黑光的亮度，所以根据公式(1)的对比度的值一般大于1。在这种情况下，当反射光的亮度分别加在分子和分母上时，对比度会下降。因此，对于同一个显示器件，暗室对比度显著不同于亮室对比度。

对比度表示辨别像素的容易程度，对比度越高预示着画面越清晰。因此，当其他条件确定时，保持相对较高的对比度是必要的。特别的是，因为亮室对比度低于暗室对比度，所以增加亮室对比度是必要的。

常规地，有人提出一种用彩声校正膜来提高对比度的技术。即，彩声校正膜是通过降低从显示器件发出的白光和黑光的亮度来提高公式(1)的对比度的。然而，当使用了彩声校正膜，从PDP发出光的亮度也会降低，其将不利地降低画面的亮度。

发明内容

技术问题

本发明的一个方面提供了一种在不降低从PDP发出光线的亮度情况下能够提高屏幕对比度的膜、包括该膜的PDP滤光片和显示设备，其中所述PDP滤光片和显示设备能够预防波纹。

技术方案

根据本发明的一个方面，提供了一种用于提高对比度的膜，包括在用于提高对比度的滤光片中的膜包含具有多个条纹的图形，该条纹具有从膜表面到膜内部变窄的形状(例如梯形和三角形)以及具有相同宽度的形状(例如长方形和平行四边形)中的一种，并且在其前方观察该膜时，所述条纹图形与水平线形成的角度为0至5°。

所述膜可以形成在支持物上。该支持物可以为选自聚酯树脂膜、丙烯酸树脂膜、纤维素树脂膜、聚乙烯树脂膜、聚丙烯树脂膜、聚烯烃树脂膜、聚氯乙烯树脂膜、聚碳酸酯树脂膜、酚醛树脂膜和聚氨酯树脂膜中的透明塑料膜。特别的是，所述支持物可以是聚酯膜材料。

所述膜可以包括一层或多层透明膜层。

所述条纹图形的节距为50至120μm，并且深度为70至200μm，节距是一个条纹中心到另一个与其相邻的条纹中心的距离。

在这种情况下，所述条纹图形可以由黑色墨水、黑色染料、黑色颜料和无机材料中的一种形成。

所述条纹图形可以占所述膜表面的50％或者更少。

所述膜可以是选自由聚氨酯丙烯酸酯、环氧丙烯酸酯、酯丙烯酸酯、醚丙烯酸酯和产生自由基的单体组成的组中的一种或者多种紫外线固化树脂。

根据本发明的另一个方面，提供了一种用于提高对比度的等离子体显示面板滤光片，该滤光片上沉积了用于提高对比度的膜，该滤光片包括透明基板、减反射层、电磁波屏蔽层和近红外吸收层中的一层或者多层，其中，包括在用于提高对比度的滤光片中的膜包含具有多个条纹的图形，该条纹具有从膜表面到膜内部变窄的形状(例如梯形和三角形)以及具有相同宽度的形状(例如长方形和平行四边形)中的一种，并且在前方观察该膜时，所述条纹图形与水平线形成的角度为0至5°。

包含在电磁波屏蔽层中的电磁波屏蔽网的网孔可以设置与水平面成35至55°的角度。

所述电磁波屏蔽网的网孔的节距可以为100至500μm。

形成电磁波屏蔽网的线条的厚度可以为5至35μm。

所述电磁波屏蔽网可以由选自具有高电导率的Cu、Ag、Ni、Al、Cr、Fe和Ti中的材料形成。

根据本发明的又一个方面，提供了一种等离子体显示面板设备，其包括等离子体显示面板和用于提高对比度的滤光片，该滤光片粘附于所述等离子体显示面板上，其中，包括在用于提高对比度的滤光片中的膜包含具有多个条纹的图形，该条纹具有从膜表面到膜内部变窄的形状(例如梯形和三角形)以及具有相同宽度的形状(例如长方形和平行四边形)中的一种，并且在前方观察该膜时，所述条纹图形与水平线形成的角度为0至5°。

所述电磁波屏蔽网的网孔的节距可以为100至500μm。

形成电磁波屏蔽网的线条的厚度可以为5至35μm。

所述电磁波屏蔽网可以由选自具有高电导率的Cu、Ag、Ni、Al、Cr、Fe和Ti中的材料制成。

附图说明

图1为图示用于提高对比度的膜的透视图；

图2为图示膜的截面图，以阐明术语例如光屏蔽角以及条纹图形的节距和深度；

图3为图示所述膜的截面图，以阐明通过使用在膜上形成的条纹屏蔽图形来屏蔽光的理论；

图4为图示概念图，以阐明各种术语例如等离子体显示面板(PDP)和PDP像素中的节距、宽度和角度；

图5为图示用于在本发明实施方案中的用于提高对比度的膜的尺寸的视图；以及

图6是图示本发明实施方案和对比实施例中的膜沉积图形的示意图。

具体实施方式

在下文中，将参照附图详细描述本发明中例证性实施方案。

如公式(2)所示，根据本发明所述的膜通过阻挡来自外面的外界光来降低反射光的亮度，而不是通过降低黑光和白光的亮度来提高对比度，即降低整个画面的亮度来提高对比度。

也就是说，如图1所示，根据本发明所述的膜包含具有多个条纹的图形。在膜的厚度方向，各条纹从膜的表面形成一定的深度。特别的是，各条纹在膜表面部分的宽度小于其在膜内部的宽度。

因此，观察图2所示膜的截面，各条纹可以具有膜表面部分宽度大于膜内部宽度的梯形形状(其极端情况是三角形)以及宽度相等的长方形或平行四边形形状中的一种。

上述的条纹尽可能地阻挡由外面进入的外界光，而从面板发出的光线能够不受阻挡而达到观众。详细的理由如下：

如图3所示，当具有多个条纹的图形的膜形成在PDP设备的外侧时，条纹起到阻挡光的阻挡墙的作用，即，经PDP滤光片以一定角度或更大角度入射到面板的光，会被条纹阻挡或者吸收。因此，为了使外界光到达面板并被反射，不得不几乎垂直地入射到膜表面。因而，仅仅很小一部分外界光包含在实际从显示器件发出光的部分中。

此外，当从PDP面板的一侧观察时，所述条纹具有向显示器件外侧的方向上变窄的形状(在膜的厚度方向上)，该条纹尽可能地在其传播路径上防止从面板发出的光被阻挡，从而使发射光维持足够的亮度。

因此，可以使公式(2)中的反射光的亮度最小化，并且因此，对比度被最大化而从面板中发出的光线的亮度没有降低。

如上所述，条纹较宽的一侧可以朝向面板的方向设置，然而本发明并不限于此，膜的任何一侧都可以是朝向面板的方向或朝向观众的方向设置。

当将根据本发明例证性实施方案的用于提高对比度的膜应用到PDP膜或者显示器件上时，对比度会比不使用该膜时提高1.5倍。

然而，因为所述膜具有条纹图形，当在PDP设备或滤光片上应用该膜时，就会担心不可避免地产生波纹图形。

研究结果表明，本发明的发明人可能会了解到，用于提高对比度的膜上的条纹图形可以是像素图形，如图4(a)所示，其中的水平线与水平面平行，并实际上与竖直线垂直，以及如图4(c)所示，其中的水平线与水平面的角度为0至5°，以预防波纹图形。同样地，为了减少相对于像素图形或膜的波纹图形，如图4(b)所示，电磁波屏蔽层的网孔可以设置与水平面成35至55°的角度(图4中的θ)，更特别时为40至50°，最特别时为45至50°。

在这种情况下，为了更大程度地减少波纹的产生，PDP设备的像素在水平方向上的节距(图4中的p_h)可以(例如)大约为300μm，在竖直方向上的节距(图4中的p_v)大约为670μm。在这种情况下，节距是指网格图形中的水平线或竖直线的中心到另一与之相邻的水平线或竖直线的中心的距离。同样地，在具有这种节距形式的PDP设备中，形成网格图形的水平线和竖直线的厚度(对应于图4中的w)一般分别为55μm和270μm。

同样地，所述电磁波屏蔽网的节距(图4中的p_m)可以为100至500μm，并且厚度(图4中的w_m)可以为5至35μm。形成电磁波屏蔽网的材料可以为选自具有高导电率的Cu、Ag、Ni、Al、Cr、Fe和Ti中的一种。

因此，根据本发明例证性实施方案中所述的PDP滤光片是在其上沉积了用于提高对比度的膜的PDP滤光片，其包括透明基板、减反射层、电磁波屏蔽层和近红外吸收层中的一层或多层。该膜的条纹图形与水平面的角度为0至5°(图4中的α)。

包括用于提高对比度的膜的PDP设备和PDP滤光片可以包括上述的用于提高对比度的膜，其中，该膜与像素中的水平线形成的角度为0至5°(见图4)。

下面，将描述用于提高对比度以预防波纹图形的膜的具体形式。

上述的波纹图形通过具有适当的尺寸而可以实现所述的功能。根据发明人的研究结果，形成条纹图形的形状使得图2所示的光屏蔽角小于一定度数是必要的。即，光屏蔽角是指线30与膜表面垂直的法线所成的角度，线30连接两个相邻条纹中的一个条纹的内侧边缘10与另一个条纹表面侧的相邻边缘20。因为屏蔽角越大，就有越多的光被条纹图形反射而不是被阻挡，因此较小的屏蔽角对于提高对比度是有利的。仅仅当光屏蔽角太小时，垂直视角会变得太小，因而会在可见性上产生问题。

同样地，作为条纹图形的更加具体的形式，表示两个相邻条纹中心间距离的条纹节距可以为50至120μm，并且条纹的深度可以为70至200μm。当节距过宽时，即条纹的深度过大，膜厚就会增加并且条纹图形就会被观众看到。当节距过小时，即条纹的深度过浅，条纹图形就必须十分精确地形成，因此会造成额外地工作负担。

同样地，所述条纹图形可以占所述膜表面的50％或者更少。当所占的部分超过50％时，从显示设备中发出的光就会被过分地屏蔽而造成亮度的降低。同样地，也不需要具体确定所占部分的比例的下限，因为在上述的光屏蔽效应足够时，所占部分越小越有利。只是，当使用根据本发明实施方案所述的光线屏蔽角和条纹图形时，当所占部分的比例过小时，条纹图形应该精密地形成。因此，一般地确定条纹图形所占部分的比例应该为5％或者更多。

当使用上述的条纹图形时，因为入射到PDP中的外界光减少了而从内部发出的光并没有被屏蔽，所以显示设备的亮度在一定范围内就可以提高对比度。

因此，各条纹可以具有在膜表面部分宽度大于在膜内部宽度的梯形形状(其极端是三角形)以及具有相等宽度的长方形或平行四边形形状中的一种。同样地，在沿用于提高对比度的膜的厚度方向切割的截面图中，连接两个相邻条纹中的一个条纹的内侧边缘10与另一个条纹表面侧的相邻边缘20的线与膜表面垂直法线所成的角度可以为15至50°，特别是20至35°。

为了尽可能地提供用于提高对比度的膜的光屏蔽特征和使内部发出的光轻易的发射出去，如图2所示，形成包括条纹图形的膜的材料可以是透明的紫外线固化树脂，更特别的是，可以是选自由聚氨酯丙烯酸酯、环氧丙烯酸酯、酯丙烯酸酯、醚丙烯酸酯和产生自由基的单体组成的组中的一种或者多种光固化树脂材料。该材料可以单独形成。然而，如图2所示，所述材料可以形成在支持物上，支持物是由聚酯树脂膜、丙烯酸树脂膜、纤维素树脂膜、聚乙烯树脂膜、聚丙烯树脂膜、聚烯烃树脂膜、聚氯乙烯树脂膜、聚碳酸酯树脂膜、酚醛树脂膜和聚氨酯树脂膜形成的透明塑料膜。更加特别的是，所述材料可以形成在由聚酯膜材料形成的支持物上。此外，当有必要时，用于提高对比度的膜可以进一步为一层或多层透明膜层。

同样地，膜的条纹图形可以通过以下步骤形成：使用内契件(bite)形成模子，使用紫外线固化树脂形成条纹形状，并用黑色树脂填充到该形状中。条纹材料的光吸收率α(如公式(3)中所示)，可以为10/mm或者更多，更特别的是40/mm或者更多。当光吸收率小于10/mm时是不利的，因为光屏蔽效应是不够的。用于具有这种光屏蔽率的条纹图形的材料可以为黑色墨水、黑色染料、黑色颜料和无机材料中的一种。

$\mathrm{\α}=-\frac{\ln (I/I_o)}{L}$

                        ......公式(3)

其中，I₀表示光(特别是可见光)在穿过条纹图形材料之前的强度，I表示光在穿过条纹图形材料之后的强度，L表示条纹图形材料的厚度。

实施例

条纹图形的形成

本发明样品1和2中的用于提高对比度的膜是在如图5所示的条件下制备的。如图6(a)所示，各膜层设置成与滤光片中的水平面成2.5°的角，并且直接粘附至PDP面板上，然后观察对比度的变化。在这种情况下，本发明样品1和2中条纹与膜表面的面积比分别设定为33.8％和29.2％。条纹是在光固化聚氨酯树脂中形成的，其是由黑色墨水形成的。此外，如图5所示的支持物由由聚酯膜形成。设置电磁波屏蔽层中的屏蔽网与PDP面板的水平面成41°角。

为了比较，制备了如图6(b)所示的不包括用于提高对比度的膜的PDP设备作为比较样品。

使用了用于提高对比度的膜的本发明样品1和本发明样品2以及没有使用用于提高对比度的膜的比较样品，除面板外其它层都被调整为具有基本相同的透光度，并比较结果。

如表1所示，分别测出本发明样品1和2以及比较样品的透光度、暗电平下的亮度、白电平下的亮度和对比度。在1501x、3001x和4001x.下改变发光亮度，通过PR705型分光辐射度计测量亮度和透光度。

表1

如表1所证实，本发明样品1和2以及比较样品所示的透光度分别为42.4、44和41.8％，处于类似的水平上。然而，本发明样品1中所示的对比度为27.4:1至57.0:1，本发明样品2中所示的对比度为24.0:1至51.0:1，而比较样品中所示的对比度为14.2:1至31.5:1，比本发明样品中低得多。因此，根据本发明所述的用于提高对比度的膜的提高对比度效应被证实了。

波纹的预防效应

将包括具有本文所述优势效应(在与本发明样品1中所述的相同的条件下)的用于提高对比度的膜的PDP滤光片粘附于PDP面板上，以检测波纹的预防效应。在实验中所使用的面板中，像素的水平节距为300μm，竖直节距为670μm，水平线的厚度为270μm，竖直线的厚度为55μm。

为了实验的简便起见，将包含电磁波屏蔽网的电磁波屏蔽层粘附于PDP面板的上面部分，设置为与面板的水平面成41°，电磁波屏蔽网由铜形成，其节距为200μm，线厚度为20μm。当改变用于提高对比度的膜中的条纹与面板水平线的设置角度时，就会观察到波纹现象。结果如表2所示，其中O表示没有观察到波纹，Δ表示观察到轻微程度的波纹，x表示观察严重程度的波纹，潜在地影响画面的质量。

表2

 

角度(°)	1.5	2.5	4	6	10	14	18	21
									波纹	O	O	O	Δ	Δ	Δ	X	X

如表2的结果所示，当在用于提高对比度的膜中的条纹与面板水平线所形成的角度为5°或者更少时，将不会观察到任何波纹，然而，当角度为5至14°时，会观察到轻微程度的波纹，当角度为15°或者更大时，会观察到严重程度的波纹。因此，用于提高对比度的膜中的波纹可以设置为与面板中的水平面成0至15°，特别是0至5°。

同样地，在与本发明样品1同样的条件下形成了条纹图形之后，除了将条纹图形的角度设置为3.7°以检测由电磁屏蔽网的水平线与水平面形成的角度效应，通过在0至90°范围内以每次一度的方式改变电磁屏蔽网与PDP面板(例如50英寸的XGA-level模块)的水平面所形成的角度，来观察是否出现波纹图形。

表3

 

电磁屏蔽网角度(°)	0～34	35～39	40～50	51～55	56～90
						是否产生波纹	×	Δ	O	Δ	×

如表3所证实，当电磁屏蔽网与水平面所形成的角度小于35°或大于55°时，会观察到严重程度的波纹。当该角度为35°或更大、小于39°以及50°至55°或更小范围内的一个数值时，会形成轻微程度的波纹。当该角度在40至50°范围内，将观察不到任何波纹。

因此，合适的电磁屏蔽网与水平面的角度可以是35至55°。更特别的是，该角度可以为40至50°。最特别的是，该角度可以为45至50°。在这种情况下，尽管根据分类标准45至50°和45至50°两种情况被分成同一级别，但是由肉眼可以检测到45至50°的情况是更优选的。

因此，本发明的优势效应可以被证实了。

工业实用性

根据本发明的一个方面，提供了一种在不降低从PDP发出的光线亮度的情况下能够提高屏幕对比度的膜、包括该膜的PDP滤光片和显示设备。提供的PDP滤光片和显示设备能够预防波纹而提供高品质的屏幕。

Claims (18)

1、一种用于提高对比度的膜，该膜包含具有多个条纹的图形，该条纹具有从膜表面到膜内部变窄的形状例如梯形和三角形以及具有相同宽度的形状例如长方形和平行四边形中的一种，

其中，在前方观察该膜时，所述条纹图形与水平线形成的角度为0至5°。

2、根据权利要求1所述的膜，其中，所述的膜形成在支持物上。

3、根据权利要求2所述的膜，其中，所述的支持物为选自聚酯树脂膜、丙烯酸树脂膜、纤维素树脂膜、聚乙烯树脂膜、聚丙烯树脂膜、聚烯烃树脂膜、聚氯乙烯树脂膜、聚碳酸酯树脂膜、酚醛树脂膜和聚氨酯树脂膜中的透明塑料膜。

4、根据权利要求3所述的膜，其中，所述的支持物是聚酯膜材料。

5、根据权利要求1所述的膜，其进一步包括一层或多层透明膜层。

6、根据权利要求1所述的膜，所述条纹图形的节距为50至120μm，并且深度为70至200μm，所述节距是指一个条纹中心到与之相邻的条纹中心的距离。

7、根据权利要求1所述的膜，其中，所述的条纹图形由黑色墨水、黑色染料、黑色颜料或者无机材料中的材料形成。

8、根据权利要求1所述的膜，其中，所述的条纹图形占所述膜表面的50％或者更少。

9、根据权利要求1所述的膜，其中，所述的膜是选自由聚氨酯丙烯酸酯、环氧丙烯酸酯、酯丙烯酸酯、醚丙烯酸酯和产生自由基的单体组成的组中的一种或者多种紫外线固化树脂。

10、一种用于提高对比度的等离子体显示面板滤光片，该滤光片上沉积了根据权利要求1至9中任何一项所述的用于提高对比度的膜，该滤光片包括透明基板、减反射层、电磁波屏蔽层、近红外吸收层中的一层或者多层，

其中，包括在滤光片中的用于提高对比度的膜包含具有多个条纹的图形，该条纹具有从膜表面到膜内部变窄的形状例如梯形和三角形以及具有相同宽度的形状例如长方形和平行四边形中的一种，并且在其前方观察该膜时，所述条纹图形与水平线形成的角度为0至5°。

11、根据权利要求10所述的滤光片，其中，包含在电磁波屏蔽层中的电磁波屏蔽网中的水平线设置为与水平面成35至55°的角度。

12、根据权利要求10所述的滤光片，其中，节距为100至500μm，所述节距为两条水平线或两条竖直线的中心线间的距离，这些水平线或竖直线彼此相邻并且形成电磁波屏蔽网。

13、根据权利要求10所述的滤光片，形成电磁波屏蔽网的线的厚度为5至35μm。

14、根据权利要求10所述的滤光片，其中，所述的电磁波屏蔽网由选自Cu、Ag、Ni、Al、Cr、Fe和Ti中的材料制成。

15、一种等离子体显示面板设备，其包括等离子体显示面板和根据权利要求10所述的用于提高对比度的滤光片，该滤光片粘附在所述等离子体显示面板上，

其中，包括在滤光片中的用于提高对比度的膜包含具有多个条纹的图形，该条纹具有从膜表面到膜内部变窄的形状例如梯形和三角形以及具有相同宽度的形状例如长方形和平行四边形中的一种，

并且在其前方观察该膜时，所述条纹图形与水平线形成的角度为0至5°。

16、根据权利要求15所述的设备，其中，节距为100至500μm，所述的节距为两条水平线或两条竖直线的中心线间的距离，这些水平线或竖直线彼此相邻并且形成电磁波屏蔽网。

17、根据权利要求15所述的设备，形成电磁波屏蔽网的线的厚度为5至35μm。

18、根据权利要求15所述的设备，其中，所述的电磁波屏蔽网由选自Cu、Ag、Ni、Al、Cr、Fe和Ti中的材料制成。

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